DE3143756C2 - Rotary chamber vibratory mill - Google Patents

Abstract

Der angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Maßnahmen den Mahlguttransport in herkömmlichen Schwingmühlen derart zu beeinflussen, daß die Herabsetzung des Wirkungsgrades durch Entmischungseffekte, die bevorzugte Beanspruchungszonen zur Folge haben, vermieden wird. Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß mit der Mahlkörperfüllung ein freibeweglicher, als Kammerrad ausgebildeter Einsatz in den Mahlbehälter eingebracht wird, der unter der Voraussetzung eines ausreichenden Mahlkörperfüllungsgrades beim Mühlenbetrieb synchrone Bewegungen mit der Mahlkörperfüllung ausführt und mit diesem Drehkammereffekt einen Konzentrationsausgleich des Mahlgutes über das gesamte Mühlenvolumen bewirkt. Wie nachgewiesen wird, ist der Energiebedarf für die Drehkammer-Schwingmühle im Vergleich zu den Schwingmühlen herkömmlicher Bauart bei gleichem Zerkleinerungsziel um mindestens 39% geringer.The object of the invention is to use structural measures to influence the transport of the ground material in conventional vibrating mills in such a way that the reduction in efficiency due to segregation effects, which result in preferred stress zones, is avoided. This is done according to the invention in that a freely movable insert designed as a chamber wheel is introduced into the grinding container with the grinding body filling, which, assuming a sufficient grinding body filling level, executes synchronous movements with the grinding body filling during mill operation and with this rotary chamber effect a concentration equalization of the grinding material over the entire Mill volume causes. As has been proven, the energy requirement for the rotary chamber vibratory mill is at least 39% lower than that of conventional vibratory mills with the same comminution target.

Description

mühlen mit einem Mischvorgang, so besteht der Durchmischungseffekt in der Relativbewegung zwischen Mahlkugeln und Mahlgut Zur Gewährleistung einer statistischen Beanspruchungswahrscheinlichkeit müßte es sich bei diesem Mischvorgang um ein Konvektions-Mischen handeln, das einen groben Konzentrationsausgleich über das gesamte Mühlenvolumen erzeugte. Die beim Schwingmühlenbetrieb je nach Erregerrichtung lokalisierte Zone erhöhten Verschleißes und bevorzugter Anbackungen weist jedoch darauf hin, daß durch erhöhte Konzentration des Mahlgutes eine lokale Hauptbeanspruchungszone entsteht Bei Annahme des Vorgangs eines Konvektions-Mischens ist dann die Ausbildung einer Hauptbeanspruchungszone auf Entmischungseffekie zurückzuführen.Mills with one mixing process, there is a mixing effect in the relative movement between grinding balls and grist This mixing process involves convection mixing, which is a rough concentration equalization generated over the entire mill volume. In the case of vibratory mill operation, depending on the direction of the excitation localized zone of increased wear and preferred caking indicates that through increased concentration of the ground material a local main stress zone arises when accepting the The process of convection mixing is then the formation of a main stress zone with segregation effects traced back.

Eine Ausnahme bildet die Auslegungsschrift 12 47 823, die sich mit der Feinzerkleinerung von zu Anbackungen neigendem Gut »an den Wänden des Mahlbehälters« befaßt Zu diesem Zweck wird ein scharfkantiger freibeweglicher »Reinigungskörper« in den Mahlbehälter eingebracht, der an des Wänden »entlangstreicht« und die Anbackungen entfernt Diese »Bedingung« ist erfüllt, »wenn die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Behälters und dem Außendurchmesser des Körpers gleich oder geringer ist als die Schwingungsamplitude des Behälters.« ... «in den Bereichen der aufeinanderfolgenden Platten« des Reinigungskörpers wird die Unterbringung von Mahlkugeln von jeweils unterschiedlichem Durchmesser vorgeschlagen. Der Mahlguttransport in axialer Richtung soll durch öffnungen in den Begrenzungsscheiben, die einen Übertritt der Mahlkugeln in einen anderen Bereich verhindern, erfolgen.An exception is the interpretation 12 47 823, which deals with the fine comminution of to Caking-prone material "on the walls of the grinding container" is dealt with for this purpose Sharp-edged, freely movable »cleaning body« placed in the grinding container on the walls “Brushes along” and removes the caking. This “condition” is fulfilled “if the difference between the inner diameter of the container and the outer diameter of the body is equal to or less than that Vibration amplitude of the container. "..." in the areas of the successive plates "of the cleaning body the accommodation of grinding balls of different diameters is proposed. The ground material is to be transported in the axial direction through openings in the limiting disks Prevent the grinding balls from moving into another area.

Als größten Schwingkreisdurchmesser beim Betrieb von Schwingmühlen geben die Fachliteratur und die Prospekte der Schwingmühlenbauer einheitlich 12 mm an. Für die größten bekannten Rohrschwingmühlen mit Mahlrohrdurchmessern von 700 mm erreicht entsprechend der kleinste beanspruchte Reinigungskörper Abmessungen von 983% des Mahlrohrdurchmessers. Im Verhältnis zum kleinsten Innendurchmesser von technischen Rohrschwingmühlen, der bei 200 mm liegt (z. B. Fa. Humboldt: PaIIa U 20; Fa. Aubema: 3120/150), würde der Durchmesser des Reinigungskörpers 94% betragen. The specialist literature and the Brochures from the vibrating mill builder have a uniform 12 mm. For the largest known vibratory tube mills with Grinding tube diameters of 700 mm correspond to the smallest stressed cleaning body dimensions of 983% of the grinding tube diameter. In relation to the smallest inner diameter of technical Vibratory tube mills, which is 200 mm (e.g. from Humboldt: Palla U 20; from Aubema: 3120/150) the diameter of the cleaning body is 94%.

Beim Kontakt mit der schwingenden Behälterwand werden dem Reinigungskörper in gleicher Weise wie den Mahlkörpern Impulse erteilt, so daß er sich periodisch abhebt, jedoch aufgrund der geringen Differenz zum Innendurchmesser des Mahlbehälters an der Ausführung dar vollen Schwingungsweite durch die der Kontaktstelle gegenüberliegende Wandfläche gehindert wird. Dieses führt zu einer von der Maschineneinstellung unabhängigen starken Verringerung der Amplitude und damit als Folge der Herabsetzung der Stoßenergie zu einer Verminderung der Zerkleinerungswirksamkeit. Die freie Beweglichkeit des Reinigungskörpers bezieht sich daher nur auf die Rotation im Mahlrohr.Upon contact with the vibrating container wall, the cleaning body is in the same way as impulses the grinding media so that it takes off periodically, but due to the small difference to the inside diameter of the grinding container on the execution of the full oscillation amplitude through that of the Contact point opposite wall surface is prevented. This leads to one of the machine setting independent strong reduction in amplitude and thus as a result of the reduction in impact energy to a reduction in the crushing efficiency. The free mobility of the cleaning body therefore only relates to the rotation in the Grinding tube.

Obgleich eingeräumt werden muß, daß die Konstruktion des »freibeweglichen Reinigungskörpers« den kinematischen Verhältnissen im Mahlraum von Schwingmühlen im Gegensatz zu den festen Einbauten am besten gerecht wird, iiandelt es sich hierbei jedoch nur um die Lösung des Detailproblems »Feinzerkleinerung« ... »von zu Anbackungen zeigendem Gut«, d.h. um einen Reinigungseffekt. Nachteilig ist vor allem, daß der beanspruchte Durchmesser des Reinigungskörpers einen Austausch der Mahlkörper zwischen den einzelnen τόπ den gekreuzten Platten gebildeten Bereichen nicht zuläßt und durch zusätzlich angebrachte Begrenzungsscheiben, deren öffnungen kleiner als der jeweilige Mahlkugeldurchmesser bemessen sein sollen, den Mahlguttransport in axialer Richtung behindert; dies trifft besonders für feuchtes Mahlgut zu, das durch die Öffnungen der Begrenzungsplatten nach dem Prinzip des Fleischwolfes gepreßt werden müßte. Darüber hinausAlthough it must be admitted that the construction of the "freely moving cleaning body" is the kinematic one Conditions in the grinding chamber of vibratory mills in contrast to the fixed installations are best is fair, it is only about the solution to the detailed problem of »fine comminution« ... »of goods showing caking«, i.e. about one Cleaning effect. The main disadvantage is that the claimed diameter of the cleaning body is a Exchange of the grinding media between the individual τόπ the crossed plates does not allow areas formed and by additionally attached limiting disks, the openings of which are smaller than the respective Grinding ball diameter should be dimensioned, the grinding material is hindered in the axial direction; this hits especially for moist regrind, which is fed through the openings in the delimitation plates according to the principle of Meat grinder would have to be pressed. Furthermore

ίο führt die Forderung, daß der Reinigungskörper »nur wenig kleiner als der Innendurchmeser des Behälters ist« (Anspruch 2), mit zunehmendem Mahlkörperverschleiß zur Blockierung des Systems durch eingeklemmte Mahlkörper zwischen Reinigungskörper und Behälterwand, so daß ein störungsfreier Betrieb nicht gewährleistet ist Im Falle einer Blockierung des Reinigungskörpers müßte die Mühle stillgesetzt und die Ursache bei entleertem Mahlraum behoben werden. Bei einer Zweirohrschwingmühle mit 650 mm Mahlrohrinnendurchmesser und 4000 mm Rolsrlänge wären 51 Mahlkugeln zu bewegen. Ein weiteres technisch schwer lösbares Problem ist die gleichmäßige Beschickung der abgeschlossenen Bereiche zwischen den kreuzförmig angeordneten Platten des Reinigungskörpers mit Mahlkörpern. Da die Beschickung nacheinander erfolgen muß, müßte bereits nach der Füllung des ersten Bereiches ein Weiterdrehen des Reinigungskörpers gewährleistet sein. Aus Untersuchungen der Bewegungsvorgänge in Schwingmühlen ist jedoch bekannt, daß Rotationsbewegungen der Mahlkörperfüllung einen Μαΐιΐ-körperfüllungsgrad von mindestens 55% voraussetzen. Der aus der Auslegeschrift DE-AS 12 47 823 bekannte freibewegliche Reinigungskörper zeigt zwangsläufig erhebliche Schwierigkeiten. Er konnte sich in der Praxis nicht durchsetzen. Dementsprechend ist das aus der Anmeldung entstandene Patent nicht weiter verfolgt worden. ίο leads the requirement that the cleaning body »only is little smaller than the inner diameter of the container "(claim 2), with increasing grinding media wear to block the system by jammed grinding media between the cleaning body and the container wall, so that trouble-free operation is not guaranteed in the event of a blockage of the cleaning body the mill would have to be shut down and the cause remedied when the grinding chamber is empty. at a twin-tube vibratory mill with an inner diameter of 650 mm and 4000 mm Rolsr length would be 51 To move grinding balls. Another technically difficult The solvable problem is the even loading of the closed areas between the cross-shaped arranged plates of the cleaning body with grinding media. Since the loading takes place one after the other must, a further rotation of the cleaning body should be guaranteed after the first area has been filled be. From studies of the movement processes in vibratory mills, however, it is known that rotational movements the grinding media filling a Μαΐιΐ-body filling degree of at least 55%. The known from the Auslegeschrift DE-AS 12 47 823 Freely moving cleaning body inevitably shows considerable difficulties. He could do it in practice not enforce. Accordingly, the patent resulting from the application was not pursued any further.

Nach der bisher vertretenen Ansicht erfolgt der Mahlguttransport in Schwingmühlen durch die Relativbe-vegung zwischen Mahlkörpern und Mahlgut Dabei wird vorausgesetzt, daß es sich um ein Konvektions-Mischen handelt, das einen groben Konzer.trationsausgleich des Mahlgutes über das gesamte Mühlenvolumen bewirkt und eine statistische Beanspruchungswahrscheinlichkeit erfüllt (Ulrich, M.: Axialdispersion des Mahlgutes in einer Schwingmühle, Chem.-Ing. Techn. 52 (1980), Nr. 1, S. 46-48).According to the view taken up to now, the regrind is transported in vibrating mills by the relative movement between grinding media and grist. It is assumed that this is convection mixing acts, which is a coarse concentration compensation of the ground material over the entire mill volume and fulfills a statistical probability of stress (Ulrich, M .: Axialdispersion des Grist in a vibrating mill, Chem.-Ing. Techn. 52 (1980), No. 1, pp. 46-48).

Das gewünschte Konvektions-Mischen tritt in der Praxis jedoch nur teilweise ein und ist bei großen Mahlrohrdurchmessern aufgrund bewegungsarmer Zonen im Zeitraum der Mahlkörperfüllung (Totzone) nicht mehr gegeben. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Konvektions-Mischen zu verbessern. Dabei geht die Erfindung davon ajs, daß die am Mühleupanzer üblichen lokalen Verschleißzonen (je nach Erregerrichtung tritt eine Zone erhöhten Verschleißes auf, die etwa auf ein Viertel der Mühlenpanzerung bzw. des -volumens beschränkt ist) die Folge mangelhafter Konvektionsmischung sind und die mangelhafte Konvektionsmischung durch Geschwindigkeitsdifferenzen in der MüWkörperfüllung verursacht wird.In practice, however, the desired convection mixing only partially occurs and occurs with large grinding tube diameters no longer given due to low-movement zones during the period of grinding media filling (dead zone). It is therefore the object of the invention improve convection mixing. The invention assumes that the usual on Mühleupanzer local wear zones (depending on the direction of the excitation, a zone of increased wear occurs, approximately a quarter of the mill armor or volume is limited) the consequence of inadequate convection mixing and the inadequate convection mixing due to differences in speed in the filling of the muscles caused.

Nach der Erfindung wird das gewünschte Konvektions-Mischen mit Kammerrädern erreicht, deren Durchmesser wesentlich unterhalb der Differenz zwisehen dem Innenduchmesser des Mahlraumes und der maximal üblichen Schwingungsamplitude liegen. Im Ergebnis zeigt sich, daß der Mahlkörperaustausch über die gesamte Mahlraumlänge und in der SchwingungsebeneAccording to the invention, the desired convection mixing is achieved with chamber wheels, whose Diameter significantly below the difference between the inner diameter of the grinding chamber and the maximum usual oscillation amplitude lie. The result shows that the grinding media exchange via the entire grinding chamber length and in the plane of oscillation

erfolgt. Bei ausreichendem Mahlkörperfiillungsgrad entstehen synchrone Bewegungen mit der Mahlkörperfüllung. Durch diese konstruktive Maßnahme wird der Bewegungsablauf in Schwingmiihlen derart beeinflußt, daß infolge eines engen Energieverteilungsspektrums s ein Konzentrationsausgleich des Mahlgutes über das gesamte Mühlenvolumen erreicht wird. Danach verteilt sich der Verschleiß im wesentlichen gleichmäßig auf den gesamten Mühlenpanzer. Dies ist gleichbedeutend mit einer längeren Standzeit, also einer größeren Wirtschaftlichkeit der Mühle. Als überraschende Nebenwirkung wurden die bewegungsarmen Zonen im Zentrum der Mahlkörperfüllung unabhängig vom Mahlrohrdurchmesser aufgehoben. Als Folge derAufhebung der bewegungsarmen Zonen im Zentrum der Mahlkörperfüllung wird zum einen der Durchsatz bei gleichem Zerkleinerungsziel um ein mehrfaches bei einer beträchtlichen Verminderung der Energie gesteigert. Zum anrleren wird der durch Totzonen bisher begrenzte obere Mahlrohrdurchmesser aufgehoben, so daß dadurch der Weg für bisher nicht realisierbare Mahlrohrdurchmesser durch Mühlengrößen mit bisher nicht erreichbaren Leistungen frei ist.he follows. If the grinding media fill level is sufficient synchronous movements occur with the grinding media filling. This constructive measure is the The sequence of movements in vibratory mills is influenced in such a way that, as a result of a narrow energy distribution spectrum, s an equalization of the concentration of the ground material is achieved over the entire mill volume. Then distributed the wear is essentially uniform over the entire mill shell. This is synonymous with a longer service life, i.e. greater profitability of the mill. As a surprising side effect the motionless zones in the center of the grinding media filling became independent of the grinding tube diameter canceled. As a result of the elimination of the motionless zones in the center of the grinding media filling On the one hand, the throughput for the same shredding target is several times over with a considerable Increased decrease in energy. The upper limit, which was previously limited by dead zones, is used to remedy this Grinding tube diameter canceled, so that this paves the way for previously unrealizable grinding tube diameters is free due to mill sizes with previously unattainable performance.

In den Zeichnungen sind verschiedene erfindungsgemäße Schwingmühlen dargestellt.Various vibratory mills according to the invention are shown in the drawings.

Aus dem in A b b. 1 dargestellten Schema ist die Wirkungsweise zu erkennen. Danach werden in die Behälter von Rohrschwingmühlen (1) Kammerräder unterschiedlicher Ausbildung und Masse eingebracht. Hier ist das Prinzip einer schweren Ausführung (Anteil der Masse des Kammerrades zur Masse der Mahlkörperfüllung größer 5%) dargestellt. Die Bewegungsbahn (3) dieses freibew eglichen Kammerrades mit y-förmig ausgebildeten Schaufeln (2) ist aufgrund der bei der Drehbewegung der Mahlkörperfüllung (4) herrschenden Zentrifugalkräfte exzent-isch. Der Umlauf (3) erfolgt synchron mit der Drehbewegung der Mahlkörperfüllung (4) entgegen der Drehrichtung des Erregers (5). Bei einer weiteren Variante ist das Kammerrad auf zwei kreisringförmige Scheiben reduziert, zwischen denen sich vier Schaufeln befinden, die im Gegensatz zum Konstruktionsschema in A b b. 1 keinen mittigen Kontakt besitzen. Die Lage der Bewegungsbahn mit der Drehrichtung der Mahlkörpermasse wird vom Durchmesser des von den äußeren Längskanten der Schaufeln beschriebenen Kreises bestimmt und kann somit unterschiedliche Exzentrizitäten annehmen.From the in A b b. 1 shows the mode of operation. After that, they are in the container introduced by vibratory tube mills (1) chamber wheels of different design and mass. Here is the principle of a heavy design (proportion of the mass of the chamber wheel to the mass of the grinding media filling greater than 5%). The trajectory (3) of this free moving chamber wheel with a y-shape The blades (2) are due to the centrifugal forces that prevail during the rotary movement of the grinding media filling (4) eccentric. The rotation (3) takes place synchronously with the rotary movement of the grinding media filling (4) the direction of rotation of the exciter (5). In a further variant, the chamber wheel has two circular rings Reduced disks, between which there are four blades, which, in contrast to the design scheme in A b b. 1 do not have a central contact. The position of the trajectory with the direction of rotation the grinding media mass is determined by the diameter of the outer longitudinal edges of the blades Circle and can therefore assume different eccentricities.

Das Einbringen der beschriebenen Kammerräder in Rohrschwingmühlen kann ohne Konstruktionsänderungen erfolgen. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität in axialer Richtung wird jedoch das Arbeiten mit einzelnen hintereinander angeordneten Elementen, die eine bestimmte Länge nicht überschreiten, vorgeschlagen. The introduction of the chamber wheels described in vibratory tube mills can be carried out without any design changes take place. To ensure sufficient stability in the axial direction, however, the work proposed with individual elements arranged one behind the other that do not exceed a certain length.

Gegenüber dem herkömmlichen Schwingmühlenbetrieb ergeben sich beim Einsatz eines freibeweglichen Kammerrades folgende wesentliche Vorteile:Compared to conventional vibratory mill operation, the use of a freely movable Chamber wheel has the following major advantages:

1. Herabsetzung des Energiebedarfs auf ca. 60%,1. Reduction of the energy requirement to approx. 60%,

2. Erhöhung des Durchsatzes um ca. 100%,2. Increase in throughput by approx. 100%,

3. Vermeidung von Zonen erhöhten Verschleißes und bevorzugter Anbackungen durch Verhinderung lokaler Entmischungseffekte im Mahlraum,3. Avoidance of zones of increased wear and preferential caking by preventing local ones Segregation effects in the grinding chamber,

4. Erhöhung der Grenze des zulässigen Feuchtigkeitsgehaltes des Mahlgutes bei der Trockenmahlung als Folge der auftretenden Konvektions-Mischung, 4. Increase in the limit of the permissible moisture content of the ground material for dry grinding as a result of the convection mixture that occurs,

5. Gezielte Beeinflussung der Transportgeschhwin-5. Targeted influencing of the transport speed

digkeit des Mahlgutes in axialer Richtung durch Form und Größe des Einsatzes.dibility of the material to be ground in the axial direction due to the shape and size of the insert.

Neben den genannten Vorteilen bietet das Drehkammerprinzip die Möglichkeit, derart ausgerüstete Schwingmühlen auch als Mischer im Feinstkornbereich einzusetzen, wobei durch die Kombination von Zerkleinerungs- und Mischwirkung ein agglomerationsfreies Mischen im Kurzzeitbetrieb erfolgen kann.In addition to the advantages mentioned, the rotary chamber principle offers the possibility of such equipped Vibrating mills can also be used as mixers in the finest grain range, whereby the combination of comminution and mixing effect, agglomeration-free mixing can take place in short-term operation.

Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Drehkammer-Schwingmühle gegenüber einer herkömmlichen Rohrschwingmühle kann am besten am Energieaufwand für ein spezifisches Zerkleinerungsziel demonstriert werden. Das Zerkleinerungsziel ist hier der durch Röntgenfeinstrukturmessungen bestimmbare Beanspruchungsgrad eines Zinkblendekonzentrates ausgedrückt durch das Verhältnis der Röntgenbeugungsint«nsitäten ar Her Gi't?r?bcnc ill d?s durch Schwingmahlung zerkleinerten Materials (I) zum definierten Ausgansmaterial (Io). I/Io ist eine Summenkennzahl, der ein bestimmtes Reaktionsverhalten wie z. B. eine bestimmte Lösbarkeit in H2SQ4 mit bestimmter Konzentration in Gegenwart von Fe³⁺-Ionen zugeordnet ist. Einzelheiten zu dieser Meßmethode siehe: Gock, E.: Maßnahmen zur Verringerung des Energiebedarfs bei der Schwingmahlung, Aufbereitungstechnik Nr. 6,1979, S. 343 ff.The superiority of the rotary chamber vibratory mill according to the invention over a conventional vibratory tube mill can best be demonstrated by the energy expenditure for a specific comminution target. The comminution goal here is the degree of stress on a zinc blende concentrate, which can be determined by X-ray fine structure measurements, expressed by the ratio of the X-ray diffraction intensities ar Her Gi't? R? Bcnc ill d? S comminuted material (I) to the defined starting material (Io). I / Io is a cumulative number that shows a certain reaction behavior such as B. is assigned a certain solubility in H2SQ4 with a certain concentration in the presence of Fe ³⁺ ions. For details on this measuring method, see: Gock, E .: Measures to reduce the energy requirement in vibratory grinding, processing technology No. 6,1979, p. 343 ff.

Die Untersuchung wurde mit einer Rohrschwingmühle bei einer Erregerdrehzahl von 1470 min-¹, einer Amplitude von 7 rnm, einem Mnhlkugeldurchmesser von 25 mm und einer Mahlkörperfüllung von 80% durchgeführt.The investigation was carried out with a ^{vibrating tube mill at an exciter speed of 1470 min-1} , an amplitude of 7 mm, a ball diameter of 25 mm and a grinding media filling of 80%.

Tabelle 1Table 1

MühlentypMill type

Röntgen- Massen- Energie-X-ray mass energy

imensitäten verhältnis aufwand !/Io M/m*) kWh/tintensities ratio of effort! / Io M / m *) kWh / t

Rohrschwingmühle Vibratory tube mill

0,40.4

46,746.7

46,746.7

276276

168168

Drehkammer- 0,4
schwingmühleRotary Chamber- 0.4
vibrating mill

*) M = Mahlkörpermasse
m = Mahlgutmasse*) M = grinding media mass
m = grist mass

Aus dem in Tabelle 1 aufgeführten Ergebnis geht hervor, daß zum Erreichen des gleichen Zerkleinerungsgrades der Energiebedarf für die erfindungsgemäße L.7ehkammer-Schwingmühle ca. 39% geringer ist als für eine Rohrschwingmühie herkömmlicher Bauart. Für eine große Zahl hydrometallurgischer Verediungsverfahren, für die die Erzeugung von Aktivierungszuständen Voraussetzung sind und die bisher wegen des hohen Energiebedarfs der herkömmlichen Schwingmühlenbauarten wirtschaftlich nicht durchgeführt werden können, bildet die Aufwendung des erfindungswesentlichen Drehkammerprinzips einen Weg zur Realisierung.From the result shown in Table 1 it can be seen that to achieve the same degree of comminution the energy requirement for the L.7eh-chamber vibratory mill according to the invention is approx. 39% less than for a conventional tube vibrating mill. For one large number of hydrometallurgical refinement processes for which the generation of activation states is a prerequisite and which have so far been due to the high energy requirements of conventional vibratory mill designs cannot be carried out economically, constitutes the expense of what is essential to the invention Rotary chamber principle a way to realize it.

Der technische Fortschritt der Drehkammer-Schwingmühle gegenüber den herkömmlichen Schwingmühlen besteht im wesentlichenThe technical progress of the rotary chamber vibratory mill compared to the conventional vibratory mills is essentially

— in der Beseitigung reaktionsarmer Zonen in den Mahlbehältern,- in the elimination of low-reaction zones in the grinding containers,

— in der daraus resultierenden Voraussetzung für den Einsatz größerer Mahlbehälterinnendurchmesser (> 700 mm) und- in the resulting requirement for the use of larger internal grinding container diameters (> 700 mm) and

7 8 I 7 8 I.

— im entscheidend verminderten Energieaufwand pro ij^l - in the significantly reduced energy expenditure per ij ^l

Tonne Mahlgut. !Ton of grist. !

Im folgenden werden vier Ausführungsbeispiele nach ;.^In the following four exemplary embodiments according to;. ^

dem Gegenstand der Erfindung für eine Rohrschwing- 5 \\ the subject of the invention for a tube vibrating 5 \\

mühle mit einem Mahlrohrdurchmesser von 300 mm Cjmill with a grinding tube diameter of 300 mm Cj

und e-ter Länge von 2000 mm angegeben. !sfand e-th length of 2000 mm specified. ! sf

A b t. 2 zeigt ein Einsatzelement entsprechend dem i|A b t. 2 shows an insert element corresponding to the i |

in A b b. I dargestellten Prinzip. Die Abmessungen sind: Durchmesser 188 mm, Länge 650 mm (7) Anordnung der Flügel zueinander 120°, Pufferdurchmesser an den Stirnflächen 90 mm (9). Für die angegebene Mahlrohrlänge sind insgesamt drei Kammerradelemente (2) erforderlich. in A b b. I illustrated principle. The dimensions are: diameter 188 mm, length 650 mm (7) arrangement the wing to each other 120 °, buffer diameter to the End faces 90 mm (9). A total of three chamber wheel elements (2) are required for the specified grinding tube length.

Um bei Kammerrädern geringer Durchmesser bei Verwendung mehrerer Elemente eine gegenseitige Behinderung auszuschließen, erhält entsprechend A b b. 3 bzw. 4 der Einsatz die Form eines Kubus bzw. einer Kugel; die Kantenlänge (10) beträgt 180 mm, der Durchmesser (11) 150 mm (Prinzip siehe A b b. 1).In order to prevent mutual hindrance in chamber wheels with small diameters when using several elements exclude, receives according to A b b. 3 or 4 the insert the shape of a cube or a Bullet; the edge length (10) is 180 mm, the diameter (11) 150 mm (principle see A b b. 1).

A b b. 5 ist eine Variante des in A b b. 1 dargestellten Prinzips. Die Abmessungen sind folgende: Außen- bzw. Innendurchmesser der kreisringförmigen Scheiben (12) 220 mm (13) bzw. 120 mm (14), Breite der Flügel 90 mm, Anordnung der Flügel zueinander 90° (15), Außendurchmesser der Flügel 255 mm (17). Pro Mahlrohr sind jeweils zwei Einzelelemente mit einer Länge von 950 mm vorgesehen (16).A b b. 5 is a variant of the one in A b b. 1 shown principle. The dimensions are as follows: Inner diameter of the circular discs (12) 220 mm (13) or 120 mm (14), width of the blades 90 mm, Arrangement of the blades to one another 90 ° (15), outer diameter of the blades 255 mm (17). Per grinding tube are two individual elements with a length of 950 mm are provided (16).

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

4040

4545

5050

5555

6060

6565

Claims (7)

1 2 den Wandflächen zur Mahlkörpermasse groß zu gestal- Patentansprüche: ten, da bis heute die Breite des Energieverteilungsspektrums als entscheidende Ursache für den geringen Wir-1 2 to make the wall surfaces to the grinding media mass large, since the breadth of the energy distribution spectrum is still the decisive reason for the low ef- 1. Kreisschwingende oder ähnliche Bahnkurven kungsgrad von Schwingmühlen angesehen wird,
ausführende Schwingmühle mit einem oder mehre- 5 Eine Möglichkeit, Zonen geringer Energieübertraren freibeweglichen, mehrflügeligen, hintereinander gung entgegenzuwirken, besteht z. B. darin, daß frei beachsparallel im Mahlraum angeordneten Kammer- wegliche, große zylindrische Hohlkörper in die Mahlrädern mit einer dem Mahlraum entsprechenden körpermasse eingebracht werden (Offenlegungsschrift Länge, dadurch gekennzeichnet, daß die 22 01946). Die Konsequenz dieser Überlegung war Kammerräder (2) Durchmesser haben, die wesent- 10 dann, Rohrschwingmühlen statt mit Rohren großer lieh unterhalb der Differenz zwischen dem Innen- Durchmesser mit mehreren Rohren kleiner Durchmesdurchmesser des Mahlraumes (1) und er maximal ser auszurüsten, die parallel oder hintereinandergeüblichen Schwingungsamplitude liegen. schaltet sind (Gämmerler, H.: Einrohr- und Sechsrohr-1. Circular oscillating or similar trajectory degree of oscillation mills is considered,
executing vibratory mill with one or more 5 One way to counteract zones of low energy transfer freely movable, multi-wing, one behind the other supply, is z. B. in the fact that chamber-movable, large cylindrical hollow bodies arranged freely parallel to the beach in the grinding chamber are introduced into the grinding wheels with a body mass corresponding to the grinding chamber (Offenlegungsschrift length, characterized in that 22 01 946). The consequence of this consideration was chamber wheels (2) that have a diameter that is essential to equip tube vibrating mills instead of tubes larger than the difference between the inner diameter with several tubes of smaller diameter of the grinding chamber (1) and the maximum that are parallel or the usual oscillation amplitudes one behind the other. are switched (Gämmerler, H .: one-pipe and six-pipe 2. Schwingmühle nach Anspruch 1, dadurch ge- 3chwingmühlen als Begrenzung einer Typenreihe für kennzeichnet, daß der Durchmesser des Kammeira- 15 den Produktionseinsatz, Aufbereitungstechnik 1973, S. des (2) zwischen 40 und 85% des Innendurchmessers 173/175).2. Vibrating mill according to claim 1, characterized by 3 vibrating mills as a limitation of a series for indicates that the diameter of the Kammeira 15 den production use, processing technology 1973, p. des (2) between 40 and 85% of the inner diameter 173/175). des Mahlraumes (1) beträgt Ein anderer Weg zur Vermeidung energiearmerof the grinding chamber (1) is Another way of avoiding low-energy 3. Schwingmühle nach Anspruch 1 und 2, dadurch Mahlkörperzusammenstöße im Zentrum der Mahlkörgekennzeichaet, daß der Anteil der Masse des Kam- perfüUung wird mit dem Einbau von feststehenden Zenmerrades (S)an der Mahlkörpennasse größer als 5% 20 tralrohren in die Mahlbehälter von Schwingnsühlen verist sucht (DP 1« 07 586-23 (S 108055)). Ein ähnlicher Vor-3. Vibrating mill according to claim 1 and 2, characterized by grinding body collisions in the center of the Mahlkörgekennzeichaet, that the proportion of the mass of the KamperfüUung becomes with the installation of fixed Zenmerrades (S) on the grinding media mass greater than 5% 20 tral tubes in the grinding container of vibrating chairs is looking for (DP 1 «07 586-23 (S 108055)). A similar pro 4. Schwingmühle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch schlag sieht mindestens einen in Richtung der Behältergekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des achse in der Mahlkörperfüllung angeordneten Erreger-Mahlraumes (1) größer als 700 mm ist körper vor, der über Stützelemente oder starre Verbin-4. Vibrating mill according to claim 1 to 3, characterized in that the blow sees at least one in the direction of the container characterized in that the inner diameter of the axis arranged in the grinding body filling exciter grinding chamber (1) is larger than 700 mm in front of the body, which is supported by support elements or rigid 5. Schwingmühle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch 25 düngen den Kontakt mit der Mahlbehälterwand hergekennzeichnet, daß das Kammerrad aus drei senk- stellt (Auslegeschrft 20 06 789, DP) bzw. über Stützelerecht zueinander angeordneten Scheiben besteht, so mente mit dem Schleißblech fest verbunden ist (Offenledaß acht offene Kammern gebildet werden (F i g. 4). gungsschrift 22 60 830, DP).5. Vibrating mill according to claim 1 to 4, characterized in that 25 fertilize the contact with the grinding container wall, that the chamber wheel is lowered from three (design 20 06 789, DP) or right over supports is made of mutually arranged disks, so the element is firmly connected to the wear plate (Offenledaß eight open chambers are formed (Fig. 4). citation 22 60 830, DP). 6. Schwingmühle nach Anspruch 5, dadurch ge- Neben dem Einbau von festen Erregerkörpern wird kennzeichne', daß die Scheiben kreisförmig sind, so 30 versucht, das Energieverteilungsspektrum durch den daß die Kammern Kugelausschnitte bilden. Einbau eines gummierten Deckleitbleches, das den6. Vibrating mill according to claim 5, characterized in addition to the installation of solid exciter bodies denote 'that the disks are circular, so try 30 the energy distribution spectrum through the that the chambers form spherical sections. Installation of a rubberized cover plate that supports the 7. Schwingmühle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch Mahlkörpern zusätzlich eine Beschleunigung erteilt, gekennzeichnet, daß dieKaaimerräder (2) aus paral- günstig zu beeinflussen (Patentschrift Nr. 7 01744, IeI zueinander angeordneten Ringscheiben (12) be- Deutsches Reichspatentamt). Eine weitergehende Konstehen, die unter Freilassung eines Innenhohlraumes 35 struktionsidee ist die Aufteilung des Mahlraums von durch achsparallele Flügel miteinander verbunden Schwingmühlen mit Hilfe einer festen Trennplatte, wosind(Fig. 5). bei eine Steuerzone, die im wesentlichen den Bewe-7. Vibrating mill according to claim 1 to 4, thereby additionally granting grinding bodies an acceleration, characterized in that the Kaaimer wheels (2) can be favorably influenced from parallel (Patent No. 7 01744, IeI annular disks (12) arranged relative to one another - German Reich Patent Office). A further constancy, the structural idea, leaving an inner cavity 35 free, is the division of the grinding chamber from Vibrating mills connected to each other by axially parallel blades with the help of a fixed partition plate, where (Fig. 5). in a tax zone, which essentially covers the gungsblauf der Mahlkörperfüllung £ «einflußt und eineflow of the grinding media filling £ «influences and a Mahlzone mit schmalem EnergieverteilungsspektrumGrinding zone with a narrow energy distribution spectrum 40 entstehen (DP 23 32 515).40 are created (DP 23 32 515). Der entscheidende Nachteil bei allen dargestelltenThe main disadvantage with all of the presented Die Erfindung betrifft eine kreisschwingende oder konstruktiven Veränderungen des Mahlraums vonThe invention relates to a circular oscillating or structural changes to the grinding chamber of ähnliche Bahnkurven ausführende Schwingmühle mit Schwingmühlen ist, daß diese Maßnahme ausschließlichVibrating mill with vibrating mills executing similar trajectories is that this measure is exclusive einem oder mehreren freibeweglichen, mehrflügeligen, auf die Beeinflussung der Bewegungsvorgänge derone or more freely moving, multi-winged, on influencing the movement processes of the hintereinander achsparallel im Mahlraum angeordneten 45 Mahlkörpermasse abzielen, ohne daß die Bedingungenaim one behind the other axially parallel in the grinding chamber arranged 45 grinding media, without the conditions Kammerrädern mit einer dem Mahlraum entsprechen- für den Mahlguttransport Berücksichtigung finden,Chamber wheels with a grinding chamber corresponding to the transport of the regrind are taken into account, den Länge. Aus Untersuchungen zum Bewegungsablauf inthe length. From studies on the sequence of movements in Wie bekannt ist, bestehen Schwingmühlen aus zylin- Schwingmühlen ist bekannt, daß unter der Voraussetdrischen, trogähnlichen oder muldenförmigen, auf zung eines bestimmten Mühlenfüllungsgrades die geGummipuffern oder in Federn aufgehängten Gefäßen, 50 samte Mahlkörpermasse in eine einheitliche Umlaufbedie bei den üblichen Bauarten durch eine umlaufende wegung entgegen der Drehrichtung des Schwingungs-Unbalance kreisschwingende Bewegungen mit mehrfa- erregers gerät; jede Kugel dreht sich dabei mehr oder eher Schwerebeschleunigung ausführen. Dabei wird das minder schnell um ihre eigene Achse, am Gefäßrand in den Mahlbehältern zwischen den Mahlkörpern be- schneller als in der Mitte des Mühlenquerschnitts findlidie Mahlgut vorwiegend stoßend beansprucht und 55 (Gründer, W.: Entwicklung und Arbeitsweise der Kugelsomit zerkleinert. schwingmühlen, Bergbau (1940). S. 107 ff.; Hochschul-As is known, vibrating mills consist of cylindrical vibrating mills is known that under the prerequisite, trough-like or trough-shaped, on a certain mill fill level, the rubber buffers or in spring-suspended vessels, 50 entire grinding media mass in a uniform circulation system With the usual designs by a circumferential movement against the direction of rotation of the vibration imbalance circular movements with multiple fiber exciter; each ball rotates more or more rather perform gravity acceleration. This becomes less fast around its own axis, at the edge of the vessel in the grinding containers between the grinding bodies move faster than in the middle of the mill cross-section findlidie Mahlgut is mainly subject to impact and 55 (founder, W .: Development and working method of the ball so crushed. Schwingmühlen, Mining (1940). P. 107 ff .; College Die Summe der Stoßenergien der Mahlkörper in ei- film Nr. C 205).The sum of the impact energies of the grinding media in a film No. C 205). ner Schwingmühle bildet ein Energieverteilungsspek- Es kann vorausgesetzt werden, daß der Mahiguttrum. Energiereiche Stöße treten in den wandnahen transport und die Beanspruchungswahrscheinlichkeit Mahlkörperschichten, d. h. in unmittelbarer Nähe der 60 entscheidend von diesem Bewegungsmechanismus abimpulserteilenden Mahlbehälterwände auf. Durch den hängig sind. In Gegenwart von festen Einbauten im Energieverlust bei der Impulsfortpflanzung bedingt, Mahlraum von Schwingmühlen wird im allgemeinen der werden die Mahlkörperzusammenstöße zum Zentrum einheitliche Umlaufvorgang der Mahlkörpermasse geder Mahlkörperpackung hin sowie in den oberen Mahl- stört; diese Störung äußert sich entweder durch die Verkörperschichten energieärmer. 65 ringerung der Umlaufgeschwindigkeit oder durch denA vibrating mill forms an energy distribution spectrum. It can be assumed that the Mahiguttrum. High-energy impacts occur in the transport close to the wall and the likelihood of stress Grinding media layers, d. H. in the immediate vicinity of the 60 decisive of this movement mechanism Grinding container walls on. By the are pending. In the presence of permanent fixtures in the Loss of energy due to the propagation of impulses, the grinding chamber of vibrating mills is generally the the grinding media collisions are directed towards the center of uniform circulation of the grinding media mass Grinding body packing towards and in the upper grinding sturgeon; this disorder manifests itself either through the layers of the body lower energy. 65 reduction of the rotational speed or by the Es hat bisher nicht an Versuchen gefehlt, die Zonen Übergang zu ungerichteten Bewegungen der Einzelenergieärmerer Mahlkörperzusammenstöße möglichst mahlkörper,
klein zu halten bzw. das Verhältnis der impulserteilen- Vergleicht man den Mahlguttransport in Schwing-So far there has been no lack of attempts to create the zones transition to undirected movements of the individual low-energy grinding media collisions as possible grinding media,
to keep small or the ratio of the pulse parts if one compares the regrind transport in vibrating